Энергия с наносекретом: над супераккумулятором работают ученые из Дубны
![пресс-служба университета «Дубна»](https://media.360.ru/get_resized/YktxdmpujuN8CHFm8l8-TFFGyqA=/1920x1080/filters:rs(fill-down):format(webp)/aHR0cHM6Ly9kYTgyNzFiNi1mZjRkLTQ4ZWItOTg0NC0yMTY1MTJiNDMzNGEuc2VsY2RuLm5ldC9hcnRpY2xlcy9pbWFnZS8yMDIwLzcvZTkvZDAvMTU5NTMzNDI0MjU5NDg5OTY5NjA5LmpwZw.webp)
Фото: [пресс-служба университета «Дубна»]
Уникальные прототипы литий-ионных аккумуляторов разрабатываются учеными в университете «Дубна». Они позволят электронным гаджетам работать дольше, а электромобилям ездить быстрее и на более дальние расстояния. С подробностями – корреспондент «Подмосковье сегодня».
ВМЕСТО САЖИ – НАНОТРУБКИ
![](https://media.360.ru/get_resized/PGvmDSKSN4N3hhzm0yPvEUQs-qA=/1920x0/filters:rs(fit):format(webp)/aHR0cHM6Ly9kYTgyNzFiNi1mZjRkLTQ4ZWItOTg0NC0yMTY1MTJiNDMzNGEuc2VsY2RuLm5ldC9hcnRpY2xlcy9pbWFnZS8yMDIwLzcvMjkvNWEvaW5saW5lLTE1OTUzMzQyNDIzMTM4NDEzNDkuanBn.webp)
Человечество мечтает о вечном двигателе не меньше тысячи лет. Однако этой фантазии вряд ли суждено сбыться: слишком фундаментальны ограничения, которые накладывает природа. Гораздо реальней – перспектива широкого использования электротранспорта, который будет ездить, разгоняться и заправляться так же быстро, как и классический. Над этим сегодня активно работают в лаборатории тонких пленок и функциональных материалов университета «Дубна».
Прототипы литий-ионных аккумуляторов нового поколения, созданные учеными университета и сотрудниками лаборатории нейтронной физики Объединенного института ядерных исследований, обладают уникальными характеристиками. Они могут «запасать» больше энергии, быстрее ее отдавать и быстрее накапливать.
– В традиционных аккумуляторах в качестве проводящей добавки используется сажа. Это очень дешевый компонент, но и проводник из него не особо хороший, – рассказывает заведующий лабораторией тонких пленок и функциональных материалов Государственного университета «Дубна» Филипп Напольский. – Углеродные нанотрубки, которые мы используем вместо сажи, позволяют оптимизировать микроструктуру электродных покрытий и добиться рекордно высокого значения удельной энергии в литий-ионных аккумуляторах.
МОЩНЕЙ И ИЗЯЩНЕЙ
![](https://media.360.ru/get_resized/V4WeN7PSBjScuOjeoj4Lvl0veZc=/1920x0/filters:rs(fit):format(webp)/aHR0cHM6Ly9kYTgyNzFiNi1mZjRkLTQ4ZWItOTg0NC0yMTY1MTJiNDMzNGEuc2VsY2RuLm5ldC9hcnRpY2xlcy9pbWFnZS8yMDIwLzcvODEvZDAvaW5saW5lLTE1OTUzMzQyNDI3NzQ1OTc4Njc2NC5qcGc.webp)
Прототипы аккумуляторов нового поколения из Дубны не только запасают больше энергии, но и значительно изящней и легче своих стандартных собратьев. Как отмечает Напольский, снижение массы особенно важно, когда речь идет об источниках энергии для транспорта.
– К примеру, в электромобиле Tesla аккумуляторная батарея занимает четверть от массы всего авто. При этом сам автомобиль весит 2 т, а батарея соответственно 550 кг. Внедрение нанотрубок в состав электродов аккумуляторов может потенциально уменьшить массу всей батареи на 50 кг без снижения функциональных характеристик. Для машины это существенно, а для электрокаров особенно, – отмечает ученый.
Применять новую технологию можно в любых предметах, которые работают за счет электричества – от мобильных телефонов и гаджетов до электротранспорта и стационарных систем накопления и хранения энергии. Все благодаря тому, что она подходит для аккумуляторов любого форм-фактора: электроды можно скручивать и создавать цилиндрические аккумуляторы либо послойно укладывать в электродный блок и формировать призматические аккумуляторы прямоугольной формы.
Ученый уверен: аккумуляторы с нанотрубками могут быть востребованы в нашей стране, учитывая, что в столице, Санкт-Петербурге и Подмосковье уже начали появляться первые электробусы, в которых нет двигателей внутреннего сгорания. Такие машины производят в России, а вот аккумуляторы, как правило, закупают за рубежом.
10 МИНУТ НА ЗАПРАВКУ
![](https://media.360.ru/get_resized/_nhUdg_VwiWKKykAFORtvGNc8Ds=/1920x0/filters:rs(fit):format(webp)/aHR0cHM6Ly9kYTgyNzFiNi1mZjRkLTQ4ZWItOTg0NC0yMTY1MTJiNDMzNGEuc2VsY2RuLm5ldC9hcnRpY2xlcy9pbWFnZS8yMDIwLzcvMjcvMzIvaW5saW5lLTE1OTUzMzQyNDI3ODE2OTU4ODUxNi5qcGc.webp)
Благодаря высокотехнологичному оснащению дубненская лаборатория отрабатывает технологические решения и создает прототипы аккумуляторов самостоятельно. Нанотрубки едут в Подмосковье из Новосибирка. Ученые активно сотрудничают с МГУ, Сколтехом, МФТИ и другими институтами в разных уголках нашей страны.
Работают здесь и над тем, чтобы в перспективе внушительная автомобильная аккумуляторная батарея могла заряжаться не дольше, чем длится заправка бензином обычного автомобиля.
– Вечный двигатель изобрести невозможно – это противоречит законам физики, – уверен Напольский. – Увеличивать емкость аккумулятора до бесконечности тоже не под силу ученым. Однако мы можем пойти другим путем и повысить скорость его заряда и разряда. Так, высокая скорость заряда позволит хозяину электрокара заправить авто энергией, пока он пьет кофе. А скорость разряда – максимально быстро набрать скорость после старта.
Над этой задачей исследователи из Дубны также трудятся не покладая рук. А это значит, что в ближайшем будущем в России может появиться своя технология массового производства уникальных литий-ионных аккумуляторов с улучшенными характеристиками. Это позволит обеспечить серьезные конкурентные преимущества отечественному высокотехнологическому сектору экономики.
– Для нас одной из приоритетных задач является сохранение и приумножение научно-технического потенциала региона, - рассказали в пресс-службе Министерства инвестиций, промышленности и науки Московской области - В Московской области для развития инновационной инфраструктуры создаются технико-внедренческие площадки, в том числе при наукоградах. На текущий год для этих целей из регионального бюджета было выделено 155 млн руб.
Под руководством ученых в лаборатории принимают активное участие в исследованиях и студенты университета «Дубна». Уже изготовлено более 100 аккумуляторов нового поколения, для студентов эта работа стала хорошей инженерной практикой.
Кстати, электрический транспорт активно развивается в Подмосковье: в регионе проходит тестирование электробусов, которые могут заменить на маршрутах обычные автобусы. Так, в минувшем году в Павловском Посаде прошел испытания электробус второго поколения КамАЗ-6282, который выпускается на дочернем предприятии «КамАЗа» в Нефтекамске. Полностью электробус заряжается за четыре часа, на подзарядку требуется всего 6–20 минут.